一種簡單實用的超聲電機頻率跟蹤控制技術陳志華，趙淳生（南京航空航天大學超聲電機研究中心，南京210016）升會使諧振特性發(fā)生變化為了保持電機性能的穩(wěn)定，激勵頻率必須跟蹤諧振特性的變化該文首先從定子的導納曲線漂移的角度來描述電機諧振狀態(tài)的變化，然后通過檢測某相電壓與電流的相位差來實現(xiàn)頻率跟蹤控制，最后用其中，rm為動態(tài)電阻，代表機械阻尼；lm為動態(tài)電感，與機械質量成正比；cm為動態(tài)電容，與定子的剛度成反比rmmlm和cm構成了動態(tài)支路。cd為夾持電容由等效電路圖可知，y（k）=u）是定子的導納。如果在定子的兩端施加頻率為k的正弦激勵電壓u，就可測得其電流/，從而得到導納曲線。通過對諧振點附近的導納曲線分析，可計算出等效電路中的各個參數(shù)在這里，引用中的一個直徑為30mm的行波型超聲電機定子的一組參數(shù)為：rm定子的等效電路圖在機械諧振點的附近，我們可以畫出導納的幅頻和相頻曲線，如中的實線所示。該幅頻和相頻曲線反映了電機定子的諧振特丨性假設中的其他參數(shù)不變，僅由某種原因（例如溫升，使定子剛度降低，從而使動態(tài)電容變大）使動態(tài)電容變成=（1+1.003）cm，這時的幅頻和相頻曲線如中的虛線所示可見，雖然動態(tài)電容增加很小，曲線的形狀基本上沒有什么變化，但曲線在頻率軸上進行了平移盡管平移量僅幾百赫茲，如果激勵頻率不變，在定子中所能激發(fā)出來的行波的幅值將有很大的變化通常，我們總是把激勵頻率選擇在機械諧振峰右側的某一頻率上，如中的/1因此，當曲線向左移時，激發(fā)出的振動幅值下降，從而電機的轉速下降這與。可見，電機轉速明顯變慢。在實驗中發(fā)現(xiàn)電機發(fā)熱，溫度升高。待電機冷卻至室溫后，也從35912hz的激勵頻率開始，進行跟蹤控制，記錄下電機轉速和激勵頻率隨時間的變化過程，如中帶號的線?？梢姡姍C轉速保持了穩(wěn)定，這是由于激勵頻率（中帶+號的線）變小的緣故。說明以上方案確實實現(xiàn)了超聲電機諧振狀態(tài)的頻率跟蹤控制。

5結束語以上理論分析和實驗表明，通過檢測定子導納的相頻曲線變化，來實現(xiàn)超聲電機定子諧振狀態(tài)的頻率跟蹤控制是可行的；其檢測信號直接取自驅動器輸出的相線上，省去了其他的傳感器；只要用少量的元件就能實現(xiàn)這種控制方法。雖然實驗所用的是行波型超聲電機，該頻率跟蹤控制技術對其他型式的超聲電機也同樣適甩